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住宅建筑自然通风对室内热环境的影响

住宅建筑自然通风是在建筑室内外风压和热压作用下形成空气流通，达到控制室内污染浓度、改善室内空气品质、调节室内热环境的目的，具有节能、环保的优点，能为居民提供良好的居住环境。当前，利用自然通风来改变室内环境已成为现代节能建筑和生态建筑设计不可或缺的设计理念，也是现代建筑可持续发展观理念的必然要求。下面将结合个人实践经验探析住宅建筑自然通风对室内热环境的影响。1.自然通风的理论机理1.1利用风压实现自然通风当风吹向建筑时，会受到建筑物的阻挡，动压转换为静压为正压，气流绕过建筑由于空气涡旋的作用形成动压阴影区产生负压力，侧风面和背风面并在相应位置产生静压负压力，室内空气在建筑迎风面和背风面之间压力差的作用下实现的空气流通就是风压通风。风压是实现自然通风的主要手段，我国很多非空调住宅建筑多利用风压来促进室内空气流动，改善室内空气品质。通常情况下，压力差大小与建筑形式、建筑与风的夹角以及建筑周围环境有关。1.2利用热压实现自然通风热压是由于室内外空气温差形成密度差和一定的高差联合作用下产生压差，沿着建筑物墙面的垂直方向出现压力梯度即所谓的“烟囱效应”来实现建筑的自然通风。热压与室内外温差与进、出风口的高差成正比。在实际建筑设计时，可采用烟囱、通风塔、天井中庭等形式，为利用自然通风创造有利条件，使得建筑物有良好的通风效果。在有比较稳定的热源的情况下，热压式自然通风更能得到保证。1.3风压与热压共同作用实现自然通风在住宅建筑自然通风中，风压与热压通风是相辅相成的，通常，对于进深较小的建筑部位，自然通风主要利用风压，而对于进深较大的建筑部位则主要利用热压实现。因此，在建筑设计时要充分考虑影响因素，在组织通风时，合理利用风压和热压作用，实现有效的建筑物自然通风。要特别注意避免风压和热压相互抵消而降低通风效率问题，如将热压出风口设置于风压正压区。2.住宅建筑自然通风对室内热环境的影响2.1自然通风与空气品质美国ASHRAE62-1989R标准对于可接受的室内空气标准定义为：在空调房间内，绝大多数人没有对空气品质感到不满，空气中没有已知污染物可能会对人体健康造成威胁的浓度。空气品质的好坏直接影响着人们身心健康，住宅建筑是人们的居住场所，与人们生活是息息相关。随着建筑技术水平的进步和提升，众多不同使用功能和性质的建筑组合，使得建筑的体量和规模随之膨胀，多功能大体量的复合型建筑如雨后春笋般涌现，由于部分建筑师忽视自然通风，采用密闭设计和集中的空调、分依赖于机械通风系统。出现大量的建筑用房自然通风不畅，导致建筑的耗能增加，室内空气质量恶化，形成”建筑综合症”和”空调病”，产生”病态建筑”。因过多的使用空调进一步加剧城市热岛效应。在住宅建筑中，污染物不仅仅来自于人为活动，还来自于建筑材料、建筑装饰材料以及日用化学用品的使用，在室内会释放出有害的成份，污染室内环境，为保证室内人员的健康，相关规范对污染物浓度有具体的限制；据医学观察，1个人每小时需要20～30m3的新鲜空气才会感到舒适。房间最小新风量为满足人均卫生新风量与排除稀释有害物等所需的新风量两者的大值。室内空气气流组织也非常重要，好的气流组织有利于改善室内空气品质、稀释有害物浓度。因此，住宅建筑设计人员必须在设计阶段就充分考虑采取必要的技术和措施，选用环保的建筑材料，从源头上减少有害物的散发量；根据建筑物特点、外围环境条件、居民生活习惯等，确定合适的新通风量和换气次数，选择最为合理的自然通风方式，组织利用好自然通风维持一个好的室内空气品质，营造一个健康的居住环境。2.2自然通风与热舒适目前国际上常用的室内热环境评价标准为国际标准ISO-7730和美国的ASHRAE55-2004，热舒适性指的是人对室内热环境的主观满意情况，通过投票来定。近年来各国学者在热舒适现场研究领域中发现，在自然通风环境下人们的舒适区域超过了上述标准中提供的舒适区域，而且舒适区域也大于完全靠机械通风和空调。据相关数据显示，我国有85%的人宁可呆在有点热的自然风环境下，也不愿呆在空调环境下，所以人们对自然风的偏爱是显而易见的，这主要是因为自然风能够给人们带来更为新鲜的空气和更为舒适的感觉。3.改善室内热环境的措施自然通风的最主要手段是利用室内外风压和热压，通过合理气流组织，达到较好的通风效果。住宅建筑设计中要善于利用自然通风的原理，通过合理的设计和技术改变环境因素对建筑的影响，将自然风引向室内，从而改善室内热环境。3.1总平面布局在小区规划总平面布局时，应综合考虑建筑物朝向、间距等布局，避免建筑物成排成群的布置，尽量采用错列式和斜列式，使各单体建筑均能获得良好的通风。3.2合理布置住宅朝向